拉伸試驗結(jié)果測量不確定度報告(GBT228)

1、拉伸實驗結(jié)果的測量不確定度評定1 實驗1.1 檢測方法依據(jù)GB/ T2282002金屬材料室溫拉伸實驗方法進行試樣的加工和實驗.1.2 環(huán)境條件實驗時室溫為25 ,相對濕度為75%.1.3 檢測設(shè)備及量具100kN電子拉力實驗機，計量檢定合格，示值誤差為士;電子引伸計(精度 0.5級)；0 150nlm游標(biāo)卡尺，精度0.02mm； 50mm間距的標(biāo)距定位極限偏差為 土。1.4 被測對象圓形橫截面比例試樣，名義圓形橫截面直徑10 mm。1.5 實驗過程根據(jù)GB/ T2282002，在室溫條件下，用游標(biāo)卡尺測量試樣圓形橫截面直徑，計算原始橫截面 積，采用電子拉力實驗機完成實驗，計算相應(yīng)的規(guī)定非比例

2、延伸強度RP0.2、上屈服強度ReH、下屈服強度ReL、抗拉強度Rm、斷后伸長率A及斷面收縮率Z。2 數(shù)學(xué)模型拉伸實驗過程中涉及到的考核指標(biāo)RP0.2, ReH, ReL, Rm, A , Z的計算公式分別為RP0.2= FP0.2 / S0 ( 1 )ReH=FeH / S0 (2)ReL= FeL / S0 (3)Rm = Fm / S0 (4)A= (Lu-L。)/ L0 (5)Z= (S0-S) / S0 (6)式中FP0.2規(guī)定非比例延伸力。FeH 上屈服力。FeL 下屈服力。Fm 最大力。Lu 斷后標(biāo)距。L0 原始標(biāo)距。S0 原始橫截面積。Su 斷面最小橫截面積。3 測量不確定度主

3、要來源實驗在基本恒溫的條件下進行,溫度變化范圍很小，可以忽略溫度對實驗帶來的影響。3.1 對于強度指標(biāo)，不確定度主要分量可分為三類:實驗力值不確定度分量、試樣原始橫截面積測量不確定度分量和強度計算結(jié)果修約引起的不確定度分量.3.2 對于斷后伸長率A,不確定度主要分量包含輸入量L0和Lu的不確定度分量.3.3 對于斷面收縮率 乙不確定度主要分量包含輸入量S0和Su的不確定度分量.4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定4.1 實驗力值測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量4.1.1 實驗機誤差所引入的不確定度分量實驗所用實驗機經(jīng)計量部門檢定，示值誤差為土,服從均勻分布，因此可用B類評定，置信因子k=3 置信概率100%。

4、故 規(guī)定非比例延伸力、上屈服力、下屈服力、最大力的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：Ul,rel (Fp0.2)=Ul,rel (FeH) = Ul,rel (Fe。= Ul,rel (Fm) =1% / 3= =0.00584.1.2 實驗機力示值檢定儀器誤差所引入的不確定度分量實驗機是借助標(biāo)準(zhǔn)測力儀進行檢定的，不確定度為0.4%,符合正態(tài)分布，可用B類評定，置信因子k=2,置信概率為95.45%,其相對不確定度為：U2,rel ( FP0.2)=U2,rel (FeH) =U2,rel (Fel_) =U2,rel (Fm) =0.4% / 2=0.00204.1.3 引伸計的誤差所引入的不確定度分量由

5、于上屈服強度ReH、下屈服強度ReL、抗拉強度Rm的測定不需使用引伸計，故計算這三個 指標(biāo)數(shù)據(jù)的不確定度分量時，不需計算由引伸計誤差所引入的不確定度分量.實驗所用的電子引伸計經(jīng)計量部門檢定，示值誤差為W.5%,服從均勻分布，因此可用 B類評定，置信因子k=73,置信概率100%。其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：U31,rel (FP0.2)=0.5% / 73=0.0029測量規(guī)定非比例延伸力所采用基準(zhǔn)線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度測量規(guī)定非比例延伸力時，首先要確定基準(zhǔn)線，即拉伸實驗曲線的彈性直線段部分，根據(jù)實際經(jīng)驗，它有2%的偏差，故其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：U32,rel ( Fp0.2)=2% / 布=1.155%

6、引伸計的誤差所引入的不確定度分量以上兩項不確定度分量彼此不相關(guān)，故合成不確定度分量為U3,rel ( FP0.2)=U23i,rel =U31,rel2 (Fp0.2)+U32,rel2 ( Fp0.2)1'=0.00292+0.0115521 =0.0124.1.4 實驗軟件所引入的不確定度分量實驗軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所引入的相對不確定度為0.2%,服從均勻分布，因此可用 B類評定.其相對不確定度為：U4,rel ( Fp0.2)=U4,rel (FeH) =U4,rel ( FeL)=U4,rel (Fm) =0.2%/ 73=0.00124.1.5 實驗力值測量結(jié)果的不確定度分量合成

7、上述實驗機、實驗機檢定儀、引伸計和實驗軟件所引起的四個不確定度分量相互獨立，彼此不相關(guān), 故其合成不確定度為n /一、：222222222urel (FP0.2)= JZ u 何=。以 +血同+% +山,同=V0.0058 +0.0020 +0.012 +0.0012 =0.01353UrelFeH=UrelFeL=UrelFm=4 u2i,=«U1用2 +u2，同2 +u4,rel2 = J0.00582 +0.00202 +0.00122 =0.00625經(jīng)實驗測定：Fp0.2=27.304KN,FeH=27.407KN, FeL=25.303KN, Fm=37.547KN.故：

8、u (FP0.2) =27304X0.01353=369.43Nu (FeH) =27407X0.00625=171.30Nu (FeL) =25303X0.00625=158.15Nu (Fm) =37547X0.00625=234.67N4.2 試樣原始橫截面測量的不確定度分量4.2.1 測量所使用的量具誤差所引入的不確定度分量試樣圓形橫截面直徑d采用0150 mm游標(biāo)卡尺測量，極限誤差為 W.02 mm,也服從均勻分布,因此可用B類評定，置信因子k=J3,置信概率100%。故u (d。)=A / 73=0.02 / >/3 =0.0115mmu1 (S0)因此：2u2(d0) =

9、. il(1Jid)2u2(d0) =0.181 mm224.2.2試樣原始尺寸測量重復(fù)性所引入的不確定度分量在同一試樣上標(biāo)距范圍內(nèi)中心和兩端測量橫截面直徑，計算出橫截面積，取三者的最小值 測量十次，得到的數(shù)據(jù)見表1.表1試樣原始尺寸d0的重復(fù)測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)n原始植截而直徑d0/ mm原始板截回積S0/ mm110.0078.500210.0278.814310.0078.50049.9878.18659.9878.186610.0278.814710.0278.81489.9878.186910.0078.500109.9878.186根據(jù)表1,運用A類方法進行評定：d0=£ d

10、0,i / n=10.00 mm2S0=Z S0/ n=78.470 mm原始橫截面積S0的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s (x)為:s (x) = JZ (S0,i -S0)2 =0.27 mm2 .n _1 i因此：u2 (S0) = s (x) /1n=0.09 mm24.2.3 試樣原始尺寸測量的不確定度分量合成上述量具誤差和測量重復(fù)性所引起的兩個不確定度分量相互獨立，彼此不相關(guān)，故其合成不確定度為：u (So) =Je u2i(So) = Ju2i(So)+u22(&)=0.2 mm2其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：Urel (So) =U (So) / S0 =0.25%4.3 原始標(biāo)距及斷后標(biāo)距的

11、標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量4.3.1 原始標(biāo)距的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量試樣原始標(biāo)距Lo=5O mm,標(biāo)距極限誤差為 由，服從均勻分布，因此可用B類評定，置信因子k=73,置信概率100%,故其相對不確定度為：Urel (Lo) =1%/ 73=0.00577u (L0)=L0 卻rei (L0)=50X0.00577=0.29mm4.3.2 斷后標(biāo)距的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量測量試樣斷后標(biāo)距所用量具的誤差所引入的不確定度分量試樣斷后標(biāo)距測量采用 0150 mm游標(biāo)卡尺測量，極限誤差為 W.02 mm,服從均勻分布，因此可用B類評定，置信因子k=73,置信概率100%,故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：ui (Lu) =A/ 73=

12、0.02/ 73=0.0115 mm斷后標(biāo)距測量重復(fù)性所引入的不確定度分量在同一試樣測量斷后標(biāo)距Lu,測量十次，得到的測量數(shù)據(jù)見表 2.表2試樣斷后標(biāo)距Lu的重復(fù)測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)n斷后標(biāo)距Lu/ mm163.42263.46363.44463.42563.48663.48763.46863.44963.421063.46根據(jù)表2,運用A類方法進行評定：Lu = Z Lu,i / n=63.444 mm斷后標(biāo)距Lu的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s (x)為:/、1/2s (x) = J-z (Lui - Lu) =0.023 mm ,n -1 i ,因此：U2 (Lu) = s (x) / n1 =0.0073

13、 mm斷后標(biāo)距的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成上述測量斷后標(biāo)距的量具誤差和斷后標(biāo)距測量重復(fù)性所引入的兩個不確定度分量相互獨立， 彼此不相關(guān)，故其合成不確度為：-n222u (Lu) =JZ u i(Lu) = Ju i(Lu) +u 2(Lu) =0.0136 mmUrei (Lu) =u (Lu) / 匚=0.0214%4.4 試樣斷后最小橫截面積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量4.4.1 測量試樣斷后最小橫截面直徑所用量具的誤差引入的不確定度分量試樣斷后最小橫截面直徑測量采用0150 mm游標(biāo)卡尺測量，極限誤差為 W.02 mm,服從均勻分布，因此可用B類評定，置信因子k=J3,置信概率100%,故其相對不確定度

14、為：ui (dU) =A / 73=0.02/ 73=0.0115 mmui (Su) =il(|Su-)2u12(du) =0.092 mm24.4.2 試樣斷后最小橫截面積測量重復(fù)性所引入的不確定度分量在同一試樣測量斷后最小橫截面積，測量十次，得到的測量數(shù)據(jù)見表3.表3 試樣斷后最小橫截面積的重復(fù)測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)n斷后取小板截而直徑 du/ mm試樣斷后最小板截回積Su/ mm15.1220.57825.1020.41835.1220.57845.0820.25855.1020.41865.0820.25875.1220.57885.1020.41895.0820.258105.1020.

15、418根據(jù)表3,運用A類方法進行評定2Su = Z Su,i / n=20.418 mm斷后最小橫截面積Su的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s (x)為:,二，二 二、22s (x) = J2(Su,i -Su) =0.131 mm,n -1 i因此：u2 (Sj) = s (x) / n1 =0.0414 mm24.4.3 斷后最小橫截面積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成上述測量斷后最小橫截面積的量具誤差和斷后最小橫截面積測量重復(fù)性所引入的兩個不確定度分量相互獨立，彼此不相關(guān)，故其合成不確度為：u (Su)=£ u2i(Su) = Juj(Su) +u22(Su) =0.1010 mm2urel (Su) =

16、 u (Su) / Su =0.4947%4.5 數(shù)據(jù)修約所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量按照標(biāo)準(zhǔn)要求，實驗結(jié)果均進行了修約，引入了不確定度。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，修約誤差滿足矩形分布，可用B類評定，置信因子k=J3,故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u ( Rp0.2,rou) =u (ReH,rou) =u (ReL,rou) =u (Rmjou) =2.5/ /3=1.44MPa u (A,rou) = u (Z,rou) =0.25% / 73=0.144%5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度上述五個不確定度相互獨立，彼此不相關(guān)，故：Uc (RP0.2)=jCFp0.22u2(Fp0.2)+CS02u2(S0)+u2(Rp0.2,r

17、ou)uc (ReH) = TUTFeHTUFUTRTrOUTUc ( ReL) = JCf/uIf。+ C/uIs。)+ U2(%,仞)2-222'2一Uc (Rm) =CFm U (Fm)*CS。U (So)+U (Rm,rou)Uc (A) =CLu2u2(Lu)+CLD2u2(Lo)+u2(Arou)Uc (Z) = JCsu2U2(Su)+Cso2U2(So)+u2(Zrou)5.1 靈敏系數(shù)對以上數(shù)學(xué)模型中各輸入量求偏導(dǎo)，可得相應(yīng)的不確定度靈敏系數(shù)為C _ -RP0.2 _ 1 c ;ReH1Cf = Cf =P0.2 千po.2 So eH 汴eHSoc：Rl1c 凡 1

18、Cf l = Cpm =eL：:FeLSo；:Fm SoCso(FpO.2) =FeHSoRp0.2 _ _ Fp0.2-Rh5尸管=3o =一工")=五FeL C f '=-Rm - -FmLFm) £= So:A 1: AL.CsSoZ.So二11S5.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc (ReH) =2.62MPauc (Rm) =3.32MPauc (Z) =0.20%Uc (Rpo.2)=4.93MPaUc (ReL) =2.48MPa uc (A) =0.75% 6擴展不確定度的評定取包含因子k=2,置信概率95.45%,服從正態(tài)分布，于是，擴展不確定度為：U(Rpo.2)=2 Uc (Rpo.2)=2X4.39=8.8咫MPa,Urei(Rpo.2)=2.59%甩.6%U(ReH) =2 Uc (ReH) =2X2.62=5.24qMPa,Urei(ReH)=1.72%M.8%U(ReL) =2 Uc (ReL) =2X2.48=4.96書MPa,U®(ReL)=1.56%= 16%U(Rm) =2 Uc (Rm) =2>.32=6.64«7MPa,